In concomitanza con l'International Solid State Circuits Conference, Intel ha anticipato alcune delle caratteristiche tecniche della prossima generazione dei processori Itanium, noti con il nome in codice di “Tukwila”. Le nuove cpu sfrutteranno una tecnologia produttiva a 65 nanometri, contro i 90 nanometri dell'attuale generazione in commercio nota con il nome di “Montecito”, che permetterà di incrementare il quantitativo di cache integrata e quindi di aumentare il numero di transistor complessivamente montati nel processore: ogni Tukwila sarà dotata di architettura quad core, con un totale di 30 Mbytes di cache e ben 2 miliardi di transistor nel complesso.

I nuovi processori, disponibili con frequenze sino a 2 GHz - il debutto è previsto per la fine di quest'anno - saranno caratterizzati da un valore di Thermal Design Power (TDP) - la massima potenza che il sistema può dissipare - che raggiungerà i 130 Watt. Si tratta di un valore maggiore rispetto ai 104 Watt delle Montecito, giustificato dal previsto raddoppio delle prestazioni velocistiche che le soluzioni Tukwila permetteranno di ottenere. Il debutto di questi processori è atteso entro la fine del 2008.

Intel ha anche annunciato i primi processori con circuiti a 45 nanometri, 5 CPU basate sulla nuova architettura “Penryn”, composte da 14 modelli di “Xeon DP” della serie 5400 (quad-core) e 5200 (dual-core), dedicati a server e workstation, e da un Core 2 Extreme, il “QX9650”, indirizzato invece ai PC desktop di fascia più alta. La maggior parte di questi chip sono già disponibili sul mercato, mentre altri, come gli “Xeon 5200”, lo saranno tra breve.

Tutti i processori basati su Penryn hanno in comune la nuova tecnologia di processo a 45 nm e l'adozione, per il gate dei transistor, di un nuovo materiale per il dielettrico con una proprietà chiamata “alta costante k” (“high-k”) e di una nuova combinazione di materiali metallici per l'elettrodo. “L'implementazione di materiali ad alta costante k e metallici segna la svolta più significativa nella tecnologia dei transistors dall'introduzione dei transistors MOS con gate in polisilicio alla fine degli anni '60”, ha dichiarato Gordon Moore, cofondatore di Intel.

Come misura di confronto, circa 400 transistors Intel a 45 nm potrebbero comodamente stare sulla superficie di un unico globulo rosso umano. Appena dieci anni fa, la tecnologia di processo allo stato dell'arte era a 250 nm, ossia i transistors avevano dimensioni di circa 5,5 volte più elevate e occupavano un'area 30 volte maggiore. Nella pratica, il passaggio ai 45 nm e l'adozione dei nuovi materiali ha consentito ad Intel di: incrementare la densità dei transistors, che nei modelli quad-core può arrivare fino a 820 milioni; ridurre la dimensione del die di silicio di circa il 25%, portandolo a 107 mmq; tagliare i consumi energetici fino al 20%; incrementare le frequenze di clock e, anche grazie ai miglioramenti apportati da Penryn all'architettura Core di seconda generazione, spingere le performance dei nuovi processori. Per quel che riguarda gli Xeon, queste sono stimate da Intel mediamente del 15-20% superiori a quelle della precedente generazione di chip server.

Costato 3 miliardi di dollari, e battezzato “Fab 32”, il nuovo impianto produttivo viene definito da Intel “uno dei più ecocompatibili mai costruiti”. “L'innovativa tecnologia di processo a 45 nm di Intel consente di ridurre del 15% le emissioni di gas serra, e l'implementazione - all'interno dell'impianto - di un programma all'avanguardia per il riutilizzo idrico, consente di risparmiare oltre il 70% di acqua”, si legge in un comunicato di Intel. Nel nuovo impianto, Intel produrrà processori per PC, notebook e server, senza piombo e privi di alogeni, nonché CPU a bassissimo consumo energetico per i MID (Mobile Internet Device), l'elettronica di consumo e i PC a basso costo.

La Fab 32 è il sesto impianto di Intel per la produzione di wafer da 300 mm e la seconda struttura utilizzata per produrre chip a 45 nm. il chipmaker ha iniziato a produrre processori a 45 nm a gennaio nell'impianto di sviluppo situato nell'Oregon, denominato D1D. Per il prossimo anno è prevista l'apertura di altri due impianti di produzione da 45 nm e 300 mm, a Kiryat Gat, in Israele (“Fab 28”) e a Rio Rancho, in New Mexico (“Fab 11x”). Con i wafer da 300 mm è possibile ridurre, oltre i costi di produzione per ogni chip, anche l'utilizzo complessivo di risorse.

La struttura della Fab 32 si estende per circa 93mila metri quadrati, di cui 17mila metri quadrati sono dedicati alla cleanroom, una superficie talmente ampia che sarebbe possibile inserirvi più di 17 campi da football americano. L'impianto occuperà oltre mille dipendenti. “Una rivoluzione, un salto in avanti della tecnologia che sposa la necessità di proseguire sulla strada dell'innovazione tecnologica con l'attenzione alla tematica rilevante dei consumi energetici”, ha dichiarato Andrea Toigo, business solution manager di Intel Italia.

Se nella corsa ai 45 nanometri Intel è riuscita a battere sul tempo tutte le proprie avversarie, in quella ai 32 nm IBM e AMD sono convinte di poter recuperare, almeno in parte, il gap fin qui accumulato. Le due partner hanno infatti annunciato che la propria tecnologia di processo a 32 nm sarà pronta per la seconda metà del 2009, all'incirca lo stesso periodo in cui Intel prevede di introdurre i suoi primi processori con circuiti a 32 nm, mentre per quelli degli avversari bisognerà attendere fino al 2010. Se Intel riuscirà a mantenere le sue promesse, dovrebbe conservare un certo vantaggio.

IBM e AMD stanno sviluppando la propria tecnologia di processo a 32 nm all'interno di un consorzio a cui partecipano anche Chartered Semiconductor Manufacturing, Freescale, Infineon e Samsung: la nuova tecnologia si fonda su quello che gli esperti chiamano processo “high-k gate-first”, evoluzione dei transistor con gate metallici ad alta costante k utilizzati per la produzione degli imminenti circuiti a 45 nm. BigBlue afferma che i chip “high-k/metal gate” consumeranno circa il 45% di energia e spingeranno le performance di circa il 30%, inoltre saranno compatibili con un'ampia gamma di applicazioni: dai microchip a basso consumo, destinati ai dispositivi wireless o ad altri dispositivi consumer, ai microprocessori ad alte prestazioni, destinati ai computer aziendali o alle console da gioco.

“IBM e i suoi partner hanno dimostrato l'approccio high-k gate-first in un impianto produttivo. Questa tecnica si è rivelata un successo che fornirà ai clienti un modo semplice e scalabile di incorporare i nuovi materiali high k nello sviluppo dei semiconduttori senza dover introdurre ulteriori complessità nella progettazione”, ha spiegato. “Questo progetto si è avvalso del talento ingegneristico e della vasta esperienza delle sei aziende che fanno parte dell'alleanza”, ha detto Gary Patton, vice presidentedel Semiconductor Research e Development Center di IBM, “ma anche di importanti organizzazioni di ricerca e sviluppo quali l'Albany NanoTech Complex dell'Albany Nano College”.

Anche Toshiba e NEC, dopo aver lavorato allo sviluppo di circuiti a 45 nanometri, sono pronti a collaborare per giungere, entro la fine del decennio, a produrre chip con circuiti integrati della dimensione di 32 nm. Sophie Yamamoto, portavoce di NEC, ha spiegato che la tecnologia di processo a 45 nm, in cui sono impegnate entrambe le aziende è quasi pronta, e dovrebbe essere utilizzata sui primi chip commerciali a partire dal 2008. Allo sviluppo dei 45 nm di Toshiba e NEC ha partecipato anche Sony, che però non prenderà parte ai lavori sui 32 nm. L'alleanza di cui fa parte IBM, invece, già sta pensando al “next step”: i 22 nm.

Data articolo: febbraio 2008
Fonte: Punto Informatico